同济大学测量学教材绪论.pptx

《同济大学测量学教材绪论.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同济大学测量学教材绪论.pptx（110页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1同济大学同济大学(tn j d xu)测量学教材测量学教材 绪论绪论第一页，共110页。测量实验(shyn)（第二版）1101102 2第2页/共110页第二页，共110页。测量学的教学(jio xu)目的 测量学是城市规划、土木工程、道路交测量学是城市规划、土木工程、道路交通工程、测绘工程、地质工程、港口航道与海岸通工程、测绘工程、地质工程、港口航道与海岸工程等专业必修的专业基础课，是一门实践性强，工程等专业必修的专业基础课，是一门实践性强，理论和实践相结合的课程。理论和实践相结合的课程。掌握测量的基本理论，基本方法和基本技能，掌握测量的基本理论，基本方法和基本技能，培养学生动手、实

2、践和创新能力，为学生从事培养学生动手、实践和创新能力，为学生从事(cngsh)(cngsh)城市规划、土木工程勘测、设计、施工、城市规划、土木工程勘测、设计、施工、管理奠定基础。管理奠定基础。1101103 3第3页/共110页第三页，共110页。第一章第一章 绪论绪论(xln)(xln)1-1 1-1 测量学的任务与主要内测量学的任务与主要内容容n n 生产、生活的需要生产、生活的需要n n 城市建设、农田、水利建设等城市建设、农田、水利建设等n n 交通运输的需要交通运输的需要n n 物流运输、航空、航海、旅行物流运输、航空、航海、旅行(lxng)(lxng)等等n n 军事的需要军事的需

3、要 1101104 4 一一.测量学的产生测量学的产生(chnshng)(chnshng)第4页/共110页第四页，共110页。(一一)测量学在测量学在生活上的作用生活上的作用(zuyng)(zuyng)城城市市交交通通图图1101105 5二.测量学的作用(zuyng)第5页/共110页第五页，共110页。上海市水系上海市水系上海市水系上海市水系(shux)(shux)(shux)(shux)专题图专题图专题图专题图1101106 6第6页/共110页第六页，共110页。同济同济同济同济(tn j)(tn j)(tn j)(tn j)校园图校园图校园图校园图(四平四平四平四平路校本部路校本部

4、路校本部路校本部)1101107 7第7页/共110页第七页，共110页。(二二二二)测量学在军事测量学在军事测量学在军事测量学在军事(jnsh)(jnsh)(jnsh)(jnsh)的作用的作用的作用的作用n n“天时，地利，人和”是打胜仗的三大要素。n n地利就要了解和利用地形。n n地图上详细表示着山脉、河流、道路、居民点等地形和地物，具有确定距离、位置、辨识方向(fngxing)的作用。1101108 8第8页/共110页第八页，共110页。(三三)测量学在国土测量学在国土(gut)(gut)管理中的作用管理中的作用 城市土地的规划，城市道路的红线规划，房地产开发，地籍的界址点测定(cd

5、ng),都需要由测量提供地形图和有关土地信息。用高科技测量手段标定国界，常在国家间的领土争执中起到重要作用;也常以对方出版的地图上对国境线的表示,作为有利于己方的证据。1101109 9第9页/共110页第九页，共110页。(四四四四)测量学在工程建设中的作用测量学在工程建设中的作用测量学在工程建设中的作用测量学在工程建设中的作用(zuyng)(zuyng)(zuyng)(zuyng)在工程建设的规划设计中，首先需要有地形在工程建设的规划设计中，首先需要有地形图。在修建工厂和居民点时，须要先平整地图。在修建工厂和居民点时，须要先平整地基和设计房屋的放样。在建设城市道路网基和设计房屋的放样。在建

6、设城市道路网（包括高架道路、地下铁道和桥梁（包括高架道路、地下铁道和桥梁)，都需要，都需要用测量方法精确地定向用测量方法精确地定向,定位和定高程。定位和定高程。我国的考古工作者研究我国的考古工作者研究(ynji)(ynji)证实，早证实，早在在20002000多年前已经有在修建帝都、宫殿时大多年前已经有在修建帝都、宫殿时大规模平整地基和定街道与建筑轴线的措施，规模平整地基和定街道与建筑轴线的措施，当时也需要有原始的测量手段。当时也需要有原始的测量手段。1101101010第10页/共110页第十页，共110页。工程的竣工和变形监测工程的竣工和变形监测 为了保障建筑物的施工和运行为了保障建筑物的

7、施工和运行时的安全，需要测量工作者以技时的安全，需要测量工作者以技术上可行的最高精度，监测建筑术上可行的最高精度，监测建筑物的变形量和变形的发展情况。物的变形量和变形的发展情况。经常需要在一段时间内进行连续经常需要在一段时间内进行连续观测，为此要使用自动化的监测观测，为此要使用自动化的监测和记录和记录(jl)(jl)的测量仪器，在的测量仪器，在各种工程建设中的应用愈来愈广各种工程建设中的应用愈来愈广泛。泛。1101101111第11页/共110页第十一页，共110页。1-2 1-2 测绘测绘(chu)(chu)学学科的内涵科的内涵 和发展简史和发展简史1101101212一一.测绘学科的定义和

8、内涵测绘学科的定义和内涵二二.测绘科学的历史和近代测绘科学的历史和近代(jndi)(jndi)发展发展三三.测绘学科的分支测绘学科的分支第12页/共110页第十二页，共110页。一一.测量学的定义测量学的定义(dngy)(dngy)和和内涵内涵1.1.早期的定义：早期的定义：研究地球的形状和大小，确定地面点的研究地球的形状和大小，确定地面点的坐标坐标(zubio)(zubio)的学科。的学科。2.2.当前的定义：当前的定义：研究测定和描绘地球及其表面的各种形研究测定和描绘地球及其表面的各种形态的理论和方法的学科。态的理论和方法的学科。1101101313第13页/共110页第十三页，共110页

9、。测绘和采集表示(biosh)各种地物和地貌的形状、大小、位置等空间几何数据，进行数字化管理，提供工程设计所必要的地形信息(地形图和地形数据)。把设计的建筑物、大型设备等按设计的形状、大小和位置准确地在实地标定出来，才能进行施工(称为测设或施工放样，并贯穿于施工全过程)。1101101414测量测量(cling)(cling)工作在工程工作在工程建设中作用建设中作用第14页/共110页第十四页，共110页。这是人类为了生存和发展，在历史上这是人类为了生存和发展，在历史上长期探索的问题，并知道需要用大地测量长期探索的问题，并知道需要用大地测量的方法来解决。的方法来解决。早在公元前早在公元前6 6

10、世纪世纪,古希腊的毕达哥拉斯古希腊的毕达哥拉斯(Pythagoras)(Pythagoras)就提出了地球就提出了地球(dqi)(dqi)形形态的概念。态的概念。1101101515二.测绘学科的历史(lsh)和近代进展“地球的形状是什么样的？地球的形状是什么样的？”“如何用图形如何用图形(txng)(txng)来表示地面来表示地面形态？形态？”第15页/共110页第十五页，共110页。亚里士多德（Aristotle）作了进一步论证，支持这一学说。又一世纪后，埃拉托斯特尼（Eratosthenes）用在南北两地同时观测日影的办法,首次推算出地球(dqi)子午圈的周长。我国唐代僧人一行根据天文观

11、测，计算出地球(dqi)子午线1的长度。测绘地图是地球(dqi)表面形态认识的开始。晋代裴秀总结出“制图六体”，为当时“地图制图”订立标准。1101101616第16页/共110页第十六页，共110页。古希腊托勒密古希腊托勒密(C.Ptolemeaus)(C.Ptolemeaus)提出提出“地图投影地图投影”概念和测经纬度定地面点位方概念和测经纬度定地面点位方法。法。此后，一系列重大科学发明与测绘此后，一系列重大科学发明与测绘(chu)(chu)学科相辅相成地发展：学科相辅相成地发展：17 17世纪初发明望远镜，世纪初发明望远镜，17301730年年,英国西英国西森森(Sisson)(Siss

12、on)制成测角用的经纬仪，促进三制成测角用的经纬仪，促进三角测量的发展。角测量的发展。1795 1795年年,德国高斯德国高斯(C.F.Gauss)(C.F.Gauss)提出最小提出最小二乘法二乘法(Least Square Method)(Least Square Method)为测量数为测量数据处理奠定数学基础。据处理奠定数学基础。1101101717第17页/共110页第十七页，共110页。高斯又提出高斯又提出(t ch)(t ch)将椭球面变换将椭球面变换为平面的地图投影方法为平面的地图投影方法,后经克吕格尔后经克吕格尔(J.Krger)(J.Krger)扩充完善，称为扩充完善，称为“

13、高斯高斯-克克吕格尔投影吕格尔投影”，沿用至今。，沿用至今。19 19世纪世纪5050年代年代,发明了摄影测量发明了摄影测量,后来后来发展成为航空、航天摄影测量和遥感。发展成为航空、航天摄影测量和遥感。19481948年发明电磁波测距仪，解决了远程年发明电磁波测距仪，解决了远程精密测距的测量难题。精密测距的测量难题。20 20世纪世纪6060年代年代,发明电子计算机，应用发明电子计算机，应用于测绘界于测绘界,创立创立“计算机辅助成图计算机辅助成图”,”,出出现了数字地图现了数字地图,开创了数字化新时代。开创了数字化新时代。1101101818第18页/共110页第十八页，共110页。三、测量学

14、科三、测量学科三、测量学科三、测量学科(xuk)(xuk)(xuk)(xuk)的分支的分支的分支的分支n n大地测量学大地测量学n n 研究和测定地球的形状、大小、研究和测定地球的形状、大小、重力场和地面点几何位置及其变化的理重力场和地面点几何位置及其变化的理论和技术的学科。地球的形状大小以大论和技术的学科。地球的形状大小以大地水准面为代表。大地点地水准面为代表。大地点(ddin)(ddin)的的定位，用经纬度或空间直角坐标，定位定位，用经纬度或空间直角坐标，定位方法有几何法大地测量、物理法大地测方法有几何法大地测量、物理法大地测量和近代的卫星法大地测量。量和近代的卫星法大地测量。110110

15、1919第19页/共110页第十九页，共110页。世界屋脊世界屋脊-珠穆朗玛峰的高程珠穆朗玛峰的高程(gochng)(gochng)测定测定1101102020第20页/共110页第二十页，共110页。用经纬仪作三角高程用经纬仪作三角高程(gochng)(gochng)测量测量1101102121第21页/共110页第二十一页，共110页。用水准仪作精密用水准仪作精密(jngm)(jngm)水水准测量准测量1101102222第22页/共110页第二十二页，共110页。上述上述:三角高程测量和水准测量三角高程测量和水准测量,都属都属于几何大地测量，几何大地测量中还包于几何大地测量，几何大地测量

16、中还包括三角测量和天文测量等。括三角测量和天文测量等。天文测量研究测定恒星的坐标，以及天文测量研究测定恒星的坐标，以及利用观测恒星确定地面利用观测恒星确定地面(dmin)(dmin)点的大点的大地位置地位置(经经度、纬度、方位角度、纬度、方位角)和十分精确的时间和十分精确的时间(世世界时、恒星时界时、恒星时)，它对于地球科学和，它对于地球科学和空间技术空间技术(卫星发射、定位和宇宙航行卫星发射、定位和宇宙航行)都十分重要。都十分重要。1101102323第23页/共110页第二十三页，共110页。天文(tinwn)台的天文(tinwn)观测1101102424天文台外观(wigun)用天文(t

17、inwn)望远镜观测第24页/共110页第二十四页，共110页。物理大地测量学研究地球的重力测量方法物理大地测量学研究地球的重力测量方法物理大地测量学研究地球的重力测量方法物理大地测量学研究地球的重力测量方法,重力分布重力分布重力分布重力分布(fnb)(fnb)(fnb)(fnb)情况情况情况情况(重力场重力场重力场重力场)及其应及其应及其应及其应用。用。用。用。测定重力加速度测定重力加速度测定重力加速度测定重力加速度G G G G的目的：的目的：的目的：的目的：1.1.1.1.建立国家重力基准网和基本网；建立国家重力基准网和基本网；建立国家重力基准网和基本网；建立国家重力基准网和基本网；2.

18、2.2.2.确定全球重力场模型及其变化；确定全球重力场模型及其变化；确定全球重力场模型及其变化；确定全球重力场模型及其变化；3.3.3.3.确定区域的和地球的大地水准面确定区域的和地球的大地水准面确定区域的和地球的大地水准面确定区域的和地球的大地水准面 及其变化及其变化及其变化及其变化(重力异常使大地水准面产重力异常使大地水准面产重力异常使大地水准面产重力异常使大地水准面产 生不规则变化生不规则变化生不规则变化生不规则变化)。1101102525第25页/共110页第二十五页，共110页。在大地在大地(dd)(dd)重力点上作重力点上作重力测量重力测量1101102626第26页/共110页第

19、二十六页，共110页。在珠峰在珠峰(zh fn)(zh fn)高山地区作高山地区作重力测量重力测量1101102727第27页/共110页第二十七页，共110页。利用卫星作地球重力(zhngl)测量1101102828第28页/共110页第二十八页，共110页。n n摄影测量与遥感学n n 研究利用摄影或遥感手段，获取地n n面目标物的影像数据，从中提取几何n n或物理信息，用图形、图像和数字信n n息表达的理论和方法(fngf)的学科。n n 摄影测量的方法(fngf)有地面摄影、航空n n摄影和航天摄影和遥感。小范围的地n n形测量或工程测量可利用地面摄影测n n量方法(fngf)。110

20、1102929第29页/共110页第二十九页，共110页。机载空间机载空间(kngjin)(kngjin)三维数据采三维数据采集系统集系统1101103030航空摄影(hn kn sh yn)测量机身利用卫星机身利用卫星(wixng)(wixng)定位定位第30页/共110页第三十页，共110页。同济大学的车载空间三维数据同济大学的车载空间三维数据(shj)(shj)采集采集系统系统 地面摄影地面摄影(shyng)(shyng)测量的自动化测量的自动化1101103131第31页/共110页第三十一页，共110页。n n工程测量学n n 研究工程建设和自然资源开发中进行的控制测量、地形测绘、施

21、工放样和变形监测的理论和技术的学科。是测绘学科在国民经济和国防建设中的直接应用。n n 工程规划设计阶段：提供(tgng)地形资料；n n 施工兴建阶段：标定设计建筑的位置；n n 运行管理阶段：竣工测量和变形监测。n n 高精度工程测量用于大型、精密工程和n n 设备的精确定位、安装和变形观测。1101103232第32页/共110页第三十二页，共110页。道路道路(dol)(dol)测量测量 道路建筑高程道路建筑高程(gochng)(gochng)放样放样 用数字水准仪用数字水准仪 和条码水准尺和条码水准尺。1101103333第33页/共110页第三十三页，共110页。渠道水位渠道水位(

22、shuwi)(shuwi)监测监测1101103434第34页/共110页第三十四页，共110页。1101103535第35页/共110页第三十五页，共110页。1101103636第36页/共110页第三十六页，共110页。1101103737第37页/共110页第三十七页，共110页。工业测量工业测量工业测量工业测量(属于精密工程测量属于精密工程测量属于精密工程测量属于精密工程测量)研究各种工业设备和大型工业产品研究各种工业设备和大型工业产品研究各种工业设备和大型工业产品研究各种工业设备和大型工业产品（船舶、飞机（船舶、飞机（船舶、飞机（船舶、飞机(fij)(fij)(fij)(fij)等

23、）的施工放等）的施工放等）的施工放等）的施工放样、细部安装、竣工测量和变形测样、细部安装、竣工测量和变形测样、细部安装、竣工测量和变形测样、细部安装、竣工测量和变形测量。量。量。量。1101103838第38页/共110页第三十八页，共110页。轨道梁架设轨道梁架设(jish)(jish)中用全站仪中用全站仪施工定位施工定位1101103939第39页/共110页第三十九页，共110页。1101104040用激光三维扫描仪检测飞机用激光三维扫描仪检测飞机(fij)(fij)外形外形第40页/共110页第四十页，共110页。n n海洋测绘学n n 研究以海洋水体和海底为对象的学科。n n包括：海

24、洋大地测量、海底地形测量、海n n道测量、海洋专题测量等。n n 海洋测区条件复杂,受潮汐、气象、透n n明度(mn d)差等影响，需用特种仪器和方法:卫星n n导航、惯性组合导航、天文测量、水声定n n位系统、水下摄影测量等。1101104141第41页/共110页第四十一页，共110页。n n地图制图学地图制图学n n 研究模拟地图和数字地图的设计研究模拟地图和数字地图的设计(shj)(shj)、编绘、复制的理论和方法的科、编绘、复制的理论和方法的科学。主要内容：学。主要内容：n n 地图投影地图投影n n 地图编绘地图编绘n n 地图整饰地图整饰n n 地图出版地图出版n n n n 1

25、101104242第42页/共110页第四十二页，共110页。1101104343 世界地图世界地图第43页/共110页第四十三页，共110页。1101104444上海市地图(dt)第44页/共110页第四十四页，共110页。n n测量仪器学n n 研究测量仪器的制造、改进和创新的学科。n n 测绘学科的发展离不开测绘理论的进展和测绘仪器的发明和创新。17世纪发明了望远镜、经纬仪、水准仪、平板仪，使控制(kngzh)测量和地形测量精度提高。19世纪摄影技术发明，便应用于测量，到20世纪初，创造出自动航空摄影机，实现了大面积航空摄影测量。1101104545第45页/共110页第四十五页，共11

26、0页。20世纪50年代，测绘仪器向电子化和自动化方向发展。1948年发明了电磁波测距仪，实现(shxin)远程精密测距。电子计算机的发明，使测绘仪器、测量作业、测量数据处理和制图逐步实现(shxin)了自动化。1957年,前苏联第一颗人造地球卫星发射成功，测绘学科产生“卫星测量”的分支。从美国的 GPS,俄罗斯的 GLONASS,欧盟的 Galileaous,我国的“北斗星”等卫星导航系统的建立，卫星定位GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机,已成为测量的主要仪器之一。1101104646第46页/共110页第四十六页，共110页。用卫星用卫星(

27、wixng)(wixng)定定位的位的GNSSGNSS接收接收机机1101104747测量测量(cling)(cling)的主要仪器之一的主要仪器之一第47页/共110页第四十七页，共110页。测量测量测量测量(cling)(cling)(cling)(cling)的主要的主要的主要的主要仪器之一仪器之一仪器之一仪器之一1101104848从 经纬仪 发展(fzhn)到全能的 电子全站仪第48页/共110页第四十八页，共110页。T4高精密经纬仪用于大地测量(d d c ling)及天文测量1101104949第49页/共110页第四十九页，共110页。T3精密光学(gungxu)经纬仪用于大

28、地测量及精密工程测量1101105050第50页/共110页第五十页，共110页。光学(gungxu)经纬仪1101105151第51页/共110页第五十一页，共110页。电子(dinz)经纬仪1101105252第52页/共110页第五十二页，共110页。电子电子(dinz)(dinz)全站仪全站仪1101105353功能：功能：功能：功能：角度测量角度测量角度测量角度测量 距离距离距离距离(jl)(jl)(jl)(jl)测量测量测量测量 地面定位地面定位地面定位地面定位 施工放样施工放样施工放样施工放样 卫星定位卫星定位卫星定位卫星定位第53页/共110页第五十三页，共110页。n n地形

29、测量学n n 研究将地球表面局部地区的地貌和地物(dw)测绘成地形图、编制地籍图和房产图等的基本理论和方法的科学。1101105454第54页/共110页第五十四页，共110页。1101105555 地形(dxng)测量及施工放样在控制测量的基在控制测量的基础上础上,测绘地形图测绘地形图(表示地物和地貌表示地物和地貌(dmo),(dmo),或进或进行施工放样。行施工放样。第55页/共110页第五十五页，共110页。地形图图例地形图图例地形图图例地形图图例(tl)2(tl)21101105656地形图图例地形图图例(tl)1(tl)1第56页/共110页第五十六页，共110页。地形图图例地形图图

30、例(tl)2(tl)21101105757第57页/共110页第五十七页，共110页。n n认识地球是人类探索自然的目标认识地球是人类探索自然的目标(mbio)(mbio)之一，也是测量学之一，也是测量学 的任的任务之一。务之一。n n绝大多数测量工作是在地球面上进绝大多数测量工作是在地球面上进行，以地球作为参考系。行，以地球作为参考系。n n 因此，有必要首先讨论地球的因此，有必要首先讨论地球的形状和大小。形状和大小。11011058581-3 地面(dmin)点位的确定和坐标系一.地球(dqi)的形状和大小第58页/共110页第五十八页，共110页。地球的制高点地球的制高点 珠穆朗玛峰珠穆

31、朗玛峰海拔海拔(hib)(hib)高程高程 8844.43m 8844.43m1101105959第59页/共110页第五十九页，共110页。马里亚纳海沟马里亚纳海沟(higu)(higu)斐查兹海斐查兹海渊剖面图渊剖面图1101106060地球地球(dqi)(dqi)海面下最深处海面下最深处高程高程(gochng)(gochng)为为 11000 m11000 m第60页/共110页第六十页，共110页。大地大地(dd)(dd)水水准面准面 与平静的平均海水面相与平静的平均海水面相(minxing)(minxing)重合，重合，并延伸通过陆地而形成的封闭曲面称为并延伸通过陆地而形成的封闭曲面

32、称为“大大地水准面地水准面”1101106161液体液体(yt)(yt)受重力而形成的静止表面称为水准面受重力而形成的静止表面称为水准面第61页/共110页第六十一页，共110页。旋转旋转(xunzhun(xunzhun)椭球体椭球体 由于大地由于大地(dd)(dd)水准面水准面受地球内部质量受地球内部质量分布不均匀影响，分布不均匀影响，是不规则曲面，是不规则曲面，无法用数学方法无法用数学方法准确描述和计算，准确描述和计算，也难以在其面上也难以在其面上处理测量成果。处理测量成果。1101106262第62页/共110页第六十二页，共110页。旋转旋转(xunzhun)(xunzhun)椭球体椭

33、球体 用一非常接大地水准面用一非常接大地水准面 的数学面旋转椭球面的数学面旋转椭球面 代替大地水准面，用旋代替大地水准面，用旋 转椭球体描述地球，称转椭球体描述地球，称 参考参考(cnko)(cnko)椭球体。椭球体。椭球参数：椭球参数：1101106363长半径长半径(bnjng)a=6378137m(bnjng)a=6378137m短半径短半径(bnjng)b=6356752m(bnjng)b=6356752m扁扁 率率 f=(a-b)/a f=(a-b)/a =1/298.257 =1/298.257第63页/共110页第六十三页，共110页。二二.确定确定(qudng)(qudng)地

34、面点位地面点位的坐标系的坐标系子午面子午面子午面子午面 地球上任地球上任地球上任地球上任(shng rn)(shng rn)(shng rn)(shng rn)一点与一点与一点与一点与 地球旋转轴所组地球旋转轴所组地球旋转轴所组地球旋转轴所组 成的平面。成的平面。成的平面。成的平面。首子午面首子午面首子午面首子午面 通过英国格林尼通过英国格林尼通过英国格林尼通过英国格林尼 治治治治(Greenwich)(Greenwich)(Greenwich)(Greenwich)天文台的子午面。天文台的子午面。天文台的子午面。天文台的子午面。1101106464G（一）大地（一）大地(dd)(dd)坐标系

35、坐标系A首子午面地球旋转轴地球旋转轴赤道平面赤道平面 格林尼治格林尼治A A点子午面点子午面第64页/共110页第六十四页，共110页。大地(dd)经度 通过A点的子午面 与首子午面之间 的夹角(L)大地(dd)纬度 通过A点的 椭球面法线与 赤道平面的交角(B)1101106565第65页/共110页第六十五页，共110页。世界世界(shji)(shji)上最古老上最古老的天文台的天文台1101106666第66页/共110页第六十六页，共110页。英国英国(yn u)(yn u)格林尼治格林尼治(Greenwich)(Greenwich)天文台天文台1101106767第67页/共110页

36、第六十七页，共110页。1101106868英英 国国格林尼治格林尼治(ln n zh)(ln n zh)皇家天文台皇家天文台世界世界(shji)(shji)时时授时钟授时钟第68页/共110页第六十八页，共110页。（一）大地(dd)坐标系（地理坐标系）1101106969以经度与纬度表示点位的坐标系以经度与纬度表示点位的坐标系(球面球面(qimin)(qimin)坐标系统坐标系统)第69页/共110页第六十九页，共110页。以地球(dqi)椭球的中心为原点，首子午面与赤道平面的交线为X轴，赤道平面内通过原点与X轴垂直的为Y轴。地面某点A的空间三维直角坐标：（X Y Z ）（二）空间(kng

37、jin)三维直角坐标系 （地心坐标系）1101107070 A A，A A，A A第70页/共110页第七十页，共110页。（三）高斯（三）高斯(o s)(o s)平面直角平面直角坐标系坐标系 高斯投影是等角横切椭圆柱投影。等角投影就是高斯投影是等角横切椭圆柱投影。等角投影就是 正形投影。就是在极小的区域内椭球面上的图形正形投影。就是在极小的区域内椭球面上的图形(txng)(txng)，投影后保持形状相似。即投影后角度不变形。投影后保持形状相似。即投影后角度不变形。1101107171第71页/共110页第七十一页，共110页。高斯投影高斯投影(tuyng)(tuyng)的分带的分带和编号和编

38、号1101107272 中央子午线经度(jngd)投影分带号 N第72页/共110页第七十二页，共110页。点在高斯点在高斯点在高斯点在高斯(o s)(o s)(o s)(o s)平面直角坐标系中的坐标平面直角坐标系中的坐标平面直角坐标系中的坐标平面直角坐标系中的坐标值值值值 中央子午线的投影中央子午线的投影(tuy(tuy ng)ng)是是X X轴，赤道的投影轴，赤道的投影(tuy(tuy ng)ng)是是Y Y轴，其轴，其交点是坐标原点。交点是坐标原点。点的点的X X坐标是点至赤道的距离坐标是点至赤道的距离,赤道以北赤道以北 x x 值为正；值为正；点的点的Y Y坐标是点至中央子午线的距离

39、，坐标是点至中央子午线的距离，y y 值有正有值有正有负。负。1101107373第73页/共110页第七十三页，共110页。点在高斯点在高斯点在高斯点在高斯(o s)(o s)(o s)(o s)平面直角坐标系中平面直角坐标系中平面直角坐标系中平面直角坐标系中的坐标值的坐标值的坐标值的坐标值 为了避免为了避免(bmi(bmi n)Yn)Y坐标出现负值，把坐标出现负值，把Y Y坐标值加坐标值加500500公里。公里。1101107474为了为了(wi le)(wi le)区分不同投影带中的点，在点的区分不同投影带中的点，在点的Y Y坐标值上加带号坐标值上加带号 N N所以点的横坐标以下式表示：

40、所以点的横坐标以下式表示：Y=N*1000000+500000+y Y=N*1000000+500000+y第74页/共110页第七十四页，共110页。（四）（四）（四）（四）地平坐标系地平坐标系n n地平坐标系为小范围的平面直角坐标系地平坐标系为小范围的平面直角坐标系n n地平坐标系以当地的水平面为投影面地平坐标系以当地的水平面为投影面n n通常以当地的正北方向为通常以当地的正北方向为X X坐标轴的正方坐标轴的正方向向n n某一建筑地区的某一建筑地区的“建筑坐标系建筑坐标系”也是一种也是一种(y zhn)(y zhn)地平坐标系地平坐标系n n 地平坐标系为独立坐标系应与国家或地平坐标系为独

41、立坐标系应与国家或城市坐标系进行连测城市坐标系进行连测1101107575第75页/共110页第七十五页，共110页。（五）平面坐标变换（五）平面坐标变换（五）平面坐标变换（五）平面坐标变换坐标轴的平移坐标轴的平移坐标轴的平移坐标轴的平移(pn(pn(pn(pn y)y)y)y)和旋转和旋转和旋转和旋转1101107676建筑坐标系建筑坐标系(x,y)(x,y)变换变换(binhun(binhun)为为城市坐标系城市坐标系(x,y)(x,y)变换变换(binhun(binhun)参数参数(x,y),(x,y),0 0 0 0平移(pn y)量(x0,y0)旋转角 第76页/共110页第七十六页

42、，共110页。（五）平面坐标变换（五）平面坐标变换（五）平面坐标变换（五）平面坐标变换(binhun)(binhun)(binhun)(binhun)1101107777城市城市(chngsh)(chngsh)坐标系坐标系(x,y)(x,y)变换为变换为建筑坐标系建筑坐标系（x,yx,y）变换变换(binhun)(binhun)参参数数(x0,y0),(x0,y0),第77页/共110页第七十七页，共110页。（六）地面（六）地面（六）地面（六）地面(dmin)(dmin)(dmin)(dmin)点的高程点的高程点的高程点的高程高程（绝对高程、海拔）高程（绝对高程、海拔）地面点到大地地面点到大

43、地(dd)(dd)水准面的铅垂水准面的铅垂距离。距离。假定高程（相对高程）假定高程（相对高程）地面点到假定水准面的铅垂距离。地面点到假定水准面的铅垂距离。1101107878高差高差(o ch)(o ch)两点间的高程之差两点间的高程之差(不论绝对高程或相对高程不论绝对高程或相对高程)第78页/共110页第七十八页，共110页。测定平均(pngjn)海水面(高程为零)的验潮站1101107979第79页/共110页第七十九页，共110页。水准原点至水准原点至19851985国家高程国家高程(gochng)(gochng)基准基准“零海平面零海平面”的高程的高程(gochng)(gochng)7

44、2.2604 m72.2604 m1101108080第80页/共110页第八十页，共110页。青岛(qn do)观象山水准原点1101108181第81页/共110页第八十一页，共110页。水准(shuzhn)原点旱井1101108282第82页/共110页第八十二页，共110页。水准(shuzhn)原点玛瑙石标志1101108383第83页/共110页第八十三页，共110页。水准(shuzhn)原点标牌1101108484第84页/共110页第八十四页，共110页。从水准(shuzhn)原点测定全国各基准点高程的精密水准(shuzhn)测量1101108585第85页/共110页第八十五页

45、，共110页。1-4 1-4 测量工作的程序测量工作的程序(chngx)(chngx)及及基本内容基本内容n n基本原则n n控制测量n n地形测量n n施工放样n n基本观测量：距离(jl),角度,高差1101108686第86页/共110页第八十六页，共110页。布局上：由整体到局部布局上：由整体到局部精度上：由高级到低级精度上：由高级到低级次序上：先控制次序上：先控制(kngzh)(kngzh)后细部后细部 一.测量工作(gngzu)的基本原则 所有测量工作都必须遵循以上(yshng)原则 也是测量的工作程序1101108787第87页/共110页第八十七页，共110页。测量工作(gng

46、zu)的程序由整体由整体到局部到局部由高级由高级到低级到低级先控制先控制(kngz(kngzh)h)后后细部细部1101108888第88页/共110页第八十八页，共110页。1101108989一等三角一等三角(snjio)(snjio)锁为国家平面控制网的基础锁为国家平面控制网的基础传统平面控制(kngzh)网布置形式二.控制(kngzh)测量第89页/共110页第八十九页，共110页。1101109090第90页/共110页第九十页，共110页。1101109191 A A级级 GNSS GNSS 网为国家平面网为国家平面(pngmin)(pngmin)控制控制网的基础网的基础现代(xi

47、ndi)GNSS 控制网布置形式第91页/共110页第九十一页，共110页。中国的法定大地坐标中心中国的法定大地坐标中心(zhngxn)(zhngxn)中华人民共和国大地原点，坐落在西安中华人民共和国大地原点，坐落在西安之北约之北约100100公里的泾阳县内。公里的泾阳县内。大地原点的地面海拔高程为大地原点的地面海拔高程为417.7417.7米，米，它距我国陆边正北它距我国陆边正北880880公里，东北公里，东北25002500公公里，正东里，正东10001000公里，正南公里，正南17501750公里，西南公里，西南22502250公里，正西公里，正西29302930公里，西北公里，西北25

48、002500公里。公里。大致位于我国大陆领土的中心大致位于我国大陆领土的中心(zhngxn)(zhngxn)。1101109292第92页/共110页第九十二页，共110页。1101109393我国大地(dd)坐标系原点所在地的大门第93页/共110页第九十三页，共110页。国家测绘地理信息局建立国家测绘地理信息局建立(jinl)(jinl)的的“大地原点大地原点”1101109494中国大地坐标系的基准点建筑(jinzh)外观第94页/共110页第九十四页，共110页。1101109595国家大地原点地面国家大地原点地面(dmin)(dmin)标志标志第95页/共110页第九十五页，共110

49、页。1101109696大地原点玛瑙大地原点玛瑙(mno)(mno)中心标志中心标志第96页/共110页第九十六页，共110页。三三.细部细部(xb)(xb)测量测量1101109797 在控制测量基础上，测绘在控制测量基础上，测绘(chu)(chu)地形细地形细部部或进行建筑物的细部放样。或进行建筑物的细部放样。第97页/共110页第九十七页，共110页。浦东运河浦东运河(ynh)(ynh)小湾桥扩建工程小湾桥扩建工程细部测绘细部测绘 1101109898第98页/共110页第九十八页，共110页。四.基本(jbn)观测量 确定地面点位的三个基本(jbn)要素:1101109999距离距离-

50、S-S角度角度(jiod)-,(jiod)-,高差高差-h-h第99页/共110页第九十九页，共110页。1-5 水准面曲率(ql)对观测量的影响在小测区内，在小测区内，用水平面代用水平面代替水准面，替水准面，讨论由此对讨论由此对距离和高差距离和高差测量测量(cling)(cling)的影响：的影响：110110100100第100页/共110页第一百页，共110页。一一.水准面曲率对距离测量水准面曲率对距离测量(cling)(cling)的的影响影响110110101101第101页/共110页第一百零一页，共110页。S(km)S(cm)S(km)S(cm)S/S S/S 10 10 0.